基于反饋形式多樣化的平面四桿機構設計探究

周元忠

摘 要：本文以平面四桿機構設計的課后作業多樣化的反饋形式呈現展開，采用這一教學提升了學生對于此次課的學習興趣與學習熱情，收到了較好的教學效果。

關鍵詞：平面四桿機構設計 圖解法 反饋形式 網絡多樣化

平面四桿機構設計是機械設計基礎課程的重要章節之一，其內容是主要運用圖解法進行尺規畫圖設計。筆者目前嘗試著將學生作業的反饋形式由原先單一的上交作業本改為借助網絡等多樣化的方式進行。教學實踐中，筆者發現其帶來的收益及產生的影響較大。本文將自身實際課改的嘗試與經驗以文字形式予以總結。

一、例析圖解法設計平面四桿機構

1.已知連桿的工作位置設計平面四桿機構

如圖1所示，已知連桿的長度BC以及它所處的三個位置B1C1、B2C2、B3C3，要求設計該平面四桿機構。實際教學中圖解法設計平面四桿機構是以平面鉸鏈四桿機構設計為內容講述的。

圖解法設計過程如圖2所示，具體步驟如下：①連接B1B2、B2B3，作線B1B2、B2B3的垂直平分線b12、b23，交于A點即固定鉸鏈中心A;②連接C1C2、C2C3，作線C1C2、C2C3的垂直平分線c12、c23，交于D點即固定鉸鏈中心D;③連接AB1C1D，即為所設計的平面鉸鏈四桿機構。

2.已知連架桿對應位置設計平面四桿機構

按給定兩連架桿的對應位置設計四桿機構。已知四桿機構一連架桿和機架的長度，連架桿和另一連架桿上標線的三組對應位置，要求設計該鉸鏈四桿機構。此種設計需要運用剛化反轉原理，具體設計步驟在這里就不一一敘述了。實際授課是以上述兩種情形的圖解法來設計平面四桿機構。課后作業的布置是針對不同班級學生進行的：高級班的學生側重于按給定連桿位置設計平面四桿機構，技師班的學生則側重于按連架桿對應位置設計平面四桿機構。本文主要闡述學生作業的反饋形式及其多樣化呈現，所以建議學生由簡單尺規作圖入手，最終可自主選擇任一種情形來練習并完成提交。

二、多樣化的反饋形式

1.尺規作圖

尺規作圖的作業要求，就是以上述介紹的作圖步驟依次用圓規和直尺（或三角尺）認真畫出，保留作圖軌跡，最終設計的平面鉸鏈四桿機構AB1C1D用粗實線加深以示區別。常規教學都是以這種方式要求學生完成作業的。學生交來的練習本作業，教師批閱作業時也是主要看學生的作圖軌跡從而判定學生是否已正確掌握圖解法設計內容。但往往學生呈現的作業大多是這三種畫面：一種是班級里學習認真的學生，其作業質量是嚴格按照老師的要求完成;另一種是班級里學習最不認真的學生，其作業要么不完成，要么借故拖延，要么讓任課老師等到“天荒地老”;再者是班級里占大多數的學生，作業是按時上交，但作業質量卻是令人頭疼：作業不認真作圖隨心所欲、“借鑒”同學的作業照葫蘆畫瓢。中職學生此類現象要突出此些。如此這般，學生到底有沒有真正學會應該要掌握的內容，一直是個謎題。如果是課堂練習的話，教師還能第一時間掌握學生的學習情況，發現有不會做的學生可以及時給予輔導，但像常規的課后作業布置，一定程度上就很難保證每位學生學習的“實效性”。改革教學方式有很多方面。這里，筆者嘗試著在不同層次不同班級讓學生有選擇性地、多樣化地提交他們的作業，以期能看到一定的收效。

2.運用CAD等計算機輔助設計軟件

通常講授機械設計基礎課程時，依賴于一些前續課程的開設，面向的不是剛入校的學生。有些班級學生系統學習過CAD繪圖軟件。即便還沒有開設相關計算機輔助設計軟件課程的班級，也有一些個學生通過自我愛好與自主性學習也會掌握計算機繪圖。面對這些班級的學生，筆者在布置作業時就嘗試著讓學生不拘泥于作業本的常規用尺規作圖方式交作業，可以用CAD等計算機繪圖軟件畫出然后截屏保存，發郵件或是通過QQ、微信等工具提交。老師也可以建立相關QQ群或是微信群，將自愿以這種方式交作業的學生加入進來，以便于及時回復與溝通等。首次嘗試發現：在整體感覺較好的高級班，用CAD繪圖方式提交作業的學生很少，一個班級里基本上是個位數，最多不超過七名學生;而在技師班，尤其是高中技師班，選擇用計算機繪圖方式提交作業的學生相對較多，基本上能達到班級一半的學生。或許是學生覺得這份作業的上交與眾不同、別出心裁。有的班級甚至可以達到三分之二及以上。因為是學生自愿選擇的，所以，用計算機繪圖方式提交作業的都是學生個人的興趣使然，自然交上來的作業質量很好，同時增進了廣泛的學習興趣。有些學生為此還專門請教之前上軟件課的老師，激發了學生的自主性。

由于后期的鼓勵與賞識教育的助力，學生用這種方式提交作業的更多了，但由此帶來的弊端也呈現了：和普通交作業本方式一樣，一些學生拷貝別人的成果（截屏）。這是否可以理解成新生事物的產生不可避免會伴隨著的一些“陣痛”呢？學生可能是對這種作業方式產生了耐受性，新鮮度已不再。這似乎又要挑戰任課老師的“戰斗力”與“應對力”了。面對這樣的負面效應，筆者試著把出現的問題在課堂上拋給學生，嘗試著讓學生集思廣益、給出答案。有學生就提出計算機繪圖過程可以要求全程錄下視頻，并且要求拍臉，以此發視頻提交作業;也有同學補充：在此基礎上還得邊畫圖邊說出作圖步驟，可謂又加了一層保險。還有同學來了靈感：就用尺規作圖的常規方法完成作業，與此同時錄視頻、說步驟、拍臉，一樣也可以做到防范抄襲。這些或許都是不錯的辦法。當然，仍舊需要補充的是：嘗試改革是本著自愿的方式讓同學自由選擇。對那些仍然以常規的作業上交并用心完成的學生來說，一樣是給予充分肯定的，這點毋庸置疑。

3.影音同步——錄視頻

有圖有真相，更何況是錄下學生本人實際作圖全過程，邊畫圖邊敘述作圖步驟，而不是單純地同步錄制電腦屏幕。自覺性強、積極性高的學生會把作業完成得相當不錯。此種作業方式不僅展現出學生個人的能力，一定程度上也大大激發了學生的相關學習興趣。作業形式的多樣化不背離初衷，仍舊是以學生自愿選擇為主。在實際過程中發現，學生提交的作業形式更為豐富，學生的潛力無限。所謂教學相長，一定程度上也促進了教師的自我提升能力。這是一種雙贏的局面，在良性的推動下希望能夠走長遠。這里需要補充的是：因為是自愿選擇性提交作業形式，對于選擇的學生而言，不會加重其課業負擔，相反會在一定程度上加深與鞏固他們課內與課外的相關學習能力。對于授課教師而言，無疑是增加了工作量，得花更多時間來批閱學生的學業。但筆者想說的是，這個過程是“苦并快樂著”，教師自己是有收獲的：不僅是對教學經驗的積累，在與學生的關系方面也增進了不少。

4.自制便簽提交

在不局限于作業形式單一的前提下，學生提交的作業形式更為豐富。除上述之外，有兩種反饋形式較為新穎予以總結一下。這也是從高中技師班的學生中發現的。一是此處提到的以便簽形式提交。自制便簽提交，實際是用一款手機APP完成的。比如學生用錘子便簽APP制作自己的作業：將尺規作圖完成的平面鉸鏈四桿機構圖拍照或是用計算機繪圖完成的設計作業截圖等插入便簽中，并輔以文字敘述步驟內容，其中還很有個性的加入一些表情圖片等，編輯好后，最終以便簽圖片形式發送提交。一份這樣的作業很有新意。學生的創新意識很強。很多學生在此觸動下，躍躍欲試，大顯身手，且不雷同。

5.制作二維碼，掃碼查看

另一種反饋形式就是這里提到的二維碼制作，學生提交的實際只是張二維碼圖片，作業需要用手機掃碼查閱，形式新穎、與時俱進。通過了解發現，將作業生成二維碼方式，是利用網絡上一款叫草料二維碼制作的，制作過程并不復雜。學生將需要提交的作業：或是尺規作圖的平面四桿機構拍照或是用計算機繪圖完成的平面四桿機構設計截圖或是錄制的視頻或是以便簽形式形成圖片等都可以插入草料二維碼的內容編輯器中，然后通過一步步提示操作完成，最終制作成二維碼的形式作業。在學生的此番作業反饋形式下，筆者進而發現另外一種方式的二維碼制作——PP匠。這是一款將PPT一鍵轉成H5的工具：在PC端上傳PPT，PP匠就會把它轉成H5格式并生成二維碼，微信掃描后即可在移動端查看并分享。PPT是教師制作課件不可缺少的一款工具，由此制作成二維碼查看，在一定情境下還是很方便。這是筆者的感觸，靈感也是來源于學生，可見教學相長的魅力所在。

以上全文是以機械設計基礎中平面四桿機構設計的學生課后作業反饋形式多樣化來展開討論的。同樣的課后作業，在不同層次不同的班級提倡學生以多樣化的形式提交，初衷是希望學生自主作業。過程中，筆者發現，選擇不拘泥于常規作業提交的學生，會腦洞大開地以多種反饋形式呈現：如運用CAD、錄視頻、制作便簽以及形成二維碼形式提交作業。當然這些都是積極且健康向上的。這些反饋形式多樣化的作業，學生完成時是需要花費一定時間與精力的。選擇這些方式提交作業的學生往往是自覺性較高，自學能力也較好的。通過該次課的多班級多次嘗試，筆者認為：教學的創新與革新其實在很多方面都可以去嘗試、去呈現。可能過程會有不平坦，但風雨之后總能見彩虹;不斷修正不斷提升，會發現其中的美好與珍貴，為自己積累更多的經驗與可操作性。本文基于反饋形式多樣化的平面四桿機構設計探究，最終也是可以應用在其他專業課程中的。這些經歷形成文字，以期能給同仁提供參考與借鑒。

參考文獻：

[1]陳立德，羅衛平.機械設計基礎（第四版）[M].北京：高等教育出版社，2013（7）.

（作者單位：南京技師學院）